原创 关注中国芯的崛起(二)

9月13日，中国科学家在北京宣布研制成功新一代通用中央处理器芯片――龙芯2E

此外，PCI总线有限的带宽也严重制约了系统性能。从目前的开发样板来看，VIA(威盛)南桥提供的外设接口有些过时，且PCI总线扩展增加了成本。龙芯2C并未批量生产，首批推向市场的龙芯盒子会采用龙芯2E，而性能更为优良的龙芯2F也在酝酿之中。进步的细节诸如龙芯2E目前最高支持 DDR333，而龙芯2F将支持DDR2，且处理器会集成PCI-X或者PCI-Express，芯片组方面也有一些计划做大幅度的改进。

三大系列龙芯并行发展
龙芯1号处理器及其IP系列主要面向嵌入式应用，龙芯2号超标量处理器及其IP系列主要面向桌面应用，龙芯3号多核处理器系列主要面向服务器和高性能机应用。
根据应用需要，其中部分龙芯2号也可以面向部分高端嵌入式应用，部分低端龙芯3号也可以面向部分桌面应用。以后上述三个系列龙芯处理器将并行地发展。

龙芯新命名及2E参数图表］

2006年11月20日，龙芯将英文名称正式更名为“Loongson”，“loongson”字样还将嵌入到其最新发布的LOGO中去。此前，龙芯的英文名称做“Godson”。此次英文名变更以后，“loongson”将在其品牌推广过程中使用，而学术界会继续使用“Godson”。业内人士认为，“Godson”中文音译是“狗剩”，而英文就成了“天子”，这两种名字“解释”对于进入国外市场不利。此次英文更名看出龙芯正在为进入国际市场做准备。

目前龙芯2E有两个板级系统：一个是＂龙芯盒子＂，另一个是龙芯2E开发板。　＂龙芯盒子＂是一种产品形态，有它自己的市场定位；开发板是为了给潜在的龙芯2E用户进行二次硬件开发或软件移植和评估用。

龙芯2E开发系统 = 龙芯2E开发板＋手册＋工具链

龙芯2E处理器接口信号框图


龙芯2E单处理器系统连接示意图


龙芯2E多处理器系统连接示意图


龙芯处理器绝对最大额定值


龙芯处理器功耗特性

需要了解龙芯处理器总线协议、DDR SDRAM控制器接口、详细电器性能等最新信息，可以访问龙芯产业联盟网站。
目前龙芯的制造由意法半导体代工，龙芯后端设计则由龙芯课题组完成。中科院计算所和意法半导体公司从2005年开始，在龙芯2号增强型处理器芯片的设计、生产、和市场推广方面就开始了广泛而深入的合作，并取得了很大进展。科技部组织国内各有关单位与法国原子能委员会、法国布尔有限公司、意法半导体公司开展紧密的信息技术合作，共同开展了在多核多线程CPU、“龙芯”CPU研发和软件中间件的合作。
新闻背景：
中国国家主席胡锦涛26日与来访的法国总统希拉克举行正式会谈。会谈后两国元首签署了中法联合声明并共同出席了合作协议的签字仪式。中法联合声明和涉及科技、能源、铁路运输、航空、航天等领域双边14项合作文件的签字仪式，其中一项内容是中科院计算所和意法半导体公司关于多核处理器开发的战略合作。
意法半导体公司是世界著名半导体厂商，总部位于瑞士日内瓦，2006年预计产值约100亿美元。其多种芯片产品居于世界前列。该公司在法国拥有世界最先进的芯片生产线之一，可以生产从90纳米到45纳米的逻辑芯片。

［首份龙芯2E测试报告现身］


11月10集成电路设计者网站的一篇测试报告引起了广泛关注,测试包告如下:
1、 测试时间
2006年11月1日至2006年11月10日。每天24小时连续运行。
2、 安装环境
广州，某国家大学科技园，办公室环境。
工作时间内8小时空调，其它时间无空调。
普通PC机箱，无特别防尘措施。
办公室电源，无稳压、UPS。
采用中国电信ADSL，固定IP，2M带宽，接入INTERNET。
机箱内除电源风扇外，没有机箱风箱，没有主板风扇。
3、 硬件配置
主板：采用计算所提供的原理图，除CPU、南北桥是BGA机焊外，其它为手工焊接。主板是四层布线，最小线宽0.1mm。
接口：RTL8139网卡，一并两串，4PCI
内存：256M DDR
CPU：龙芯2E，Godson2E，也称G2E
硬盘：金砖80G，IDE接口
显卡：RAGE PRO TURBO PCI
USB：未开通
机箱：标准PC机箱、定位孔
电源：标准PC/ATX电源，300W
4、 软件配置
操作系统：Linux-Godson2 2.4.22
系统软件：Apache-2.0.59（WEB服务），PHP-4.4.4（脚本引擎），MYSQL-4.1.21（数据库）
应用软件：PHP脚本为主的动态网页，PHP168开源网站软件。
5、 报告
1）连续运行的稳定性：从2006年11月1日下午开机上线后，除中途因安装机箱盖和调整时钟短暂关机5分钟外，一直运行，没有DOWN机象。
2）功耗与发热情况：龙芯2E芯片有发热，后用硅胶粘上一块等芯片面积的小型铝散热片，温度一直维持在50度左右（手感估计）。
3）对外服务的表现：上线后主要作为WEB服务器使用，运行新闻发布和论坛软件，表现稳定。但由于没有大流量考验，其反应速度有待继续测试。
6、 后续测试
1） 改安装到机房环境，向外正式发布，经受大流量访问的考验；
2） 主板改版为行车电脑板，在路面环境、行车环境进行测试，考验其抗振、抗尘能力；
3） 主板改版为工业控制型主板，安装在工厂环境测试，考验其抗干拢、抗静电、抗电源浪涌的能力。
（以上内容转载自IC-DESIGNER.CN网站，详细内容请参考原文）
相信更多地龙芯电脑流入民间，我们可以看到更为丰富的报告。然而过高的媒体关注度也会有一些负面影响，就在人们对中国芯抱着崇高热情的同时，一些借机炒作的手段浮出水面。

［认清真假“太子”］

2006年1月17日，一位神秘举报人在清华大学BBS上发布的一则神秘帖子—《汉芯黑幕》，彻底打破了中国科技界的一团祥和，其笔锋直抵为中国产业界骄傲的“汉芯”系列芯片发明人—陈进。

关于汉芯，这个话题大家在互连网上可以看到很多相关报道，其中一条如下：
这位神秘民工师从陈进（现在大家都夸陈进是中国的黄禹锡），是中国首位从传统民工领域（抗沙袋、背石头等）直接跨进高新科技行业的民工。2002年8月，我国第一个完全拥有自主知识产权的DSP芯片———“汉芯一号”就是这位超级民工亲手打磨的。

这个话题我们也不想过多讨论，希望无论普通百姓还是科研工作者对于中国芯的态度也要更加科学严谨，下面我们列举一些在展会上实际展出的龙芯产品:

2006年06年3月，德国汉诺威CeBIT展览会龙芯盒子亮相


2006年06年9月，龙芯电脑与国产华镭Linux系统现身上海


2006年10月，龙梦电脑亮相2006中国苏州电子信息博览会


龙芯在实验室中的演示

［龙芯产品价格透视］

不可否认，现在龙芯电脑由于性能等因素，在销售策略上仍然保持较低的定价。这不免令人们对目前的一些主流产品进行对比。不过对于大家熟知的VIA及一些AMD低价配置产品我们并不想加入讨论，单纯的性能与价格讨论意义并不大，这里我们列举即将上市的采用龙芯2E处理器的福珑电脑与100美元笔记本来进行一些（非性能价格）对比。




福珑迷你电脑是首款采用龙芯2E处理器的商业化产品，目前正实行试生产，首批1000台产品同过网络预定，有龙梦公司选择买方，迅速预定一空。

“我们几乎找遍了国内所有的可以做主板的厂家。” 龙梦公司总经理张福新回忆，但没有明确的量保证，没人愿意专门为龙梦做第一批1000块主板。而他们自己初期设计的主板中，一块芯片的采购成本达到了120美元，比一般主机板加上芯片的成本还要高，设计只好推倒重来。要品质，订量小，“福珑迷你电脑”主机所用硬件的采购总成本最终还是超出了1599元的定价，“机器目前正处在中试推广阶段，难免存在一些小问题，因此公司才以低于成本价出售。”张福新解释。

前面说过我们并不想对两款产品性能进行比较，不过我们可以获得一些经验。OLPC的产品成型，由尼葛洛庞帝提出概念并倡导，在硬件上得到了AMD的支持，在软件上得到了Redhat的响应，在网络应用上得到了Google的配合。这几个行业的巨头为OLPC的推出功不可没。但是OLPC在政府的推广中的效果并不理想。龙芯电脑首次预定销售一空，但依靠消费者的热情是行不通，目前来看产品在硬件及软件配置上，特别是软件配置上仍需多下功夫。而性价比方面应该通过产业化联盟等方式，得到进一步提高。同时也不可能依靠政府的扶持，真正的产品好坏要到市场中去检验。

［半导体行业市场与经济发展］

当前，美国在半导体产品SoC循环周期，远远领先于世界各国，其IP 库市场占有率就高达71％(1977年)，其中仅加州地区就高达55％，而亚洲、东欧和俄独联体则几乎是空白，这个事实说明，在电子信息产业生态链中，半导体关联度最大，在一定程度上，起到了一荣俱荣、一枯皆枯的作用：美国加州硅谷在半导体产业的带动下，不仅共生了半导体设备业和材料业，形成了包括芯片设计、测试在内的半导体产业链，而且还因此共荣了计算机业和通信业，引发了包括多媒体、网络在内的整个电子信息业群。这里要特别提出的是，美国在以电子信息为基础的新技术革命推动下，出现了长达近十年之久的高增长率、低失业率、低通胀率的新现象，而在这种新经济现象的发展中，我们又看到半导体对经济的同步影响：近十年来，半导体衰退(90年、96年、98年)，全球GDP随之进入低谷(91年、98年)；半导体高涨(93 年－95年)，GDP也随之进入高峰(94年－97年)；而且半导体景气循环比GDP 超前一年左右，有预警作用。这个事实说明，新经济的基础是电子信息产业，而后者的核心则是半导体。

集成电路设计业又称FABLESS IC设计业。FABLESS的IC 设计公司只需专注在产品的研发及销售，而无需负担芯片厂在景气萧条时所负担的庞大设备折旧费用。因此，由于集成电路设计业固有的特点，其必将在未来几年的国内乃至国际半导体产业中最显得充满商机。

2000年中国IC设计业销售额为9.8亿元，至2005年已经增长到124亿元，年均增长率高达76.84%。2005年，中国集成电路产量超过200亿块，销售总额突破700亿元人民币，占全球销售总额的4.5%。“十五”期间，中国集成电路产业产值年均增长41%，国内集成电路市场规模高速增长。2005年IC设计业在整个产业中所占比例由2000年的5.3%上升到2005年的17.7%。

2006年，更是中国集成电路产业高速发展的一年，销售额将突破千亿大关。仅今年1－9月集成电路全行业已实现销售收入734.49亿元，同比增长49.2%；产量达274.15亿块，同比增长45.8%。根据IC Insight分析，中国半导体市场2002年～2008年年复合增长率将达到27.7%，2006年中国市场总量将超过美国。其中IC制造产业快速成长，2003年～2004年中国内地代工厂收入增长将近三倍，到2009年销售额将达到37.6亿美元左右。据半导体市场研究公司DatabeansInc资料，到2009年，中国的IC消费将占全球的25%，达到690亿美元。

我们取得的成长是值得肯定的，但就现状而言，目前大部分核心芯片技术还掌握在美国手中，因此我们对于芯片的设计及研发需要长期持续投入。同时选择时机对于能否成功起到至关重要的作用。例如韩国在上世纪80年代末，对存储器的需求爆炸性增长进行了准确的预测，提前几年进入了DRAM领域，获得了巨大成功。

韩国成功的经验也告诉我们知识产权壁垒并不排斥后来者的参与，只要遵守其游戏规则，不仅可以取得市场成功，也可以带动核心产业的发展，乃至对整个国家经济发展的产生重大影响。

同时需要注意的是，发展也要遵循市场的规律，据国际半导体产能统计协会（SICAS）发布最新报告显示，2006年第三季（7～9月）全球半导体产能利用率较前1季滑落2.6个百分点，降为88.6％，为2005年第一季以来最低水平。投资机构Macquarie Securities分析师认为，这是资本支出减少的结果，并证实第二季产能利用率已是顶点，预估2007年第一季产能利用率将触底，滑落至81％，至2007年底时，将攀升至90％。

SICAS的数据是从英特尔（Intel）、三星电子（Samsung Electronics）、德州仪器（TI）与东芝（Toshiba）等40家重要半导体厂统计而来。第三季全球晶圆厂产能每周约181万片，较前1季的174万片高；而更能够反映出芯片需求情况的实际初制晶圆（Wafer Starts）产能，第三季每周约161万片，较前1季的159万片增加1.25％。

只有掌握市场规律并合理的利用，采用保证计划的顺利进行，同时降低投资风险。毕竟我们是出在整体但大环境下，并且目前处于弱势地位，这不单单是经营策略者考虑的事情，整个行业部门也应该有所关注。

[IC产业人才培养与教育]

通用CPU芯片的研制是一项复杂的系统工程，长期的科学积累是成功的基础。高水平的研发队伍是成功的关键，稳定的微电子工艺线是成功的保障。大量的应用是持续发展的动力。这一切都离不开大量相关人才。除了在一线工作的研究人员外，吸引海外的富有经验的科研人员也是可行的方法。同时培养后备力量时不可待，目前大陆在教育方面，IC产业学科还比较欠缺，特别是在对高级设计人才和IP核设计人才的培养上。IP核的作用是把一组具有知识产权的电路设计集合在一起，构成芯片的基本单位。这种业务模式可灵活配置具有完整知识产权的功能模块，可以根据用户不同需求提供性能功耗不同的IP核。但是，国际IP核联盟迄今没有任何中国内地企业的身影。

同时不要只集中于通用CPU领域，在专用芯片的设计,存储设备等产品我们仍然需要成熟的科研团队。此外还应该发展自己的EDA(电子设计自动化)工具，这也是将设计主动权握在自己手中。并且通过产业化联盟等手段，尽快转化科技成果，形成良性循环。

同时在大环境方面，政府包括教育部门应给给与更为明确的指引。根据目前个人电脑市场的情况看，硬件及软件环境有4条道路可以选择：
1.主流CPU硬件＋微软系统
2.主流CPU硬件＋LINUX系统
3.其他体系硬件＋微软系统
4.其他体系硬件＋LINUX系统

从长远来看，我们争取走通第四条道路。从目前的现实情况看，走第二条道路也不失为一种选择，不过由于WIN-IN联盟的巨大影响力，对这条路的开展带来了极大困难。
不过我们借鉴国外的经验也好，还是我们自己科学论证也好。使用LINUX系统并非是十分困难的事情，并且某些方面还是有利的。特别是在教学科研领域，LINUX大有作为。但是现在学校中LINUX系统的身影难寻，我们知道人们在最初接触计算机的时候对以后的影响最大，

但是由于大环境的原因，人们第一次都选择了微软，这将对学生未来产生深远的影响。反观国外的一些教育机构，他们很多都是提倡使用LINUX等开放式操作系统。因此在外界环境上面，目前并不利于我们自主知识产权的硬件与软件系统软件开发与应用。当然这个问题也牵扯的方面较多，同样也需要花费不小的精力来改善。

[龙芯的远景分析］
龙芯的长远发展首先要建立在完整的科研体系上面，并且具有自主知识产权与创新的龙芯产品。同时想取得市场的制高点，必须注重操作系统及软件的开发。

威盛电子学术总监孙伟说，开发自主CPU并不是单一的IC开发，主流的操作系统必须支持和跟进。英特尔每一步的发展都和微软的支持和跟进互连互动。但是我国并不存在这样的主流操作系统开发商，当然也不可能指望微软来支持和跟进。

综合以上我们认为未来龙芯的发展远景将与一下几个方面相关：
市场价格优势
芯片生产加工是资金、技术密集型产业。完成CPU的设计的工作后，需要自己独立完成生产，封装、测试。
良好的兼容性
人们最为期待的就是龙芯能够具备目前通用CPU的地位。而这就牵扯到与操作系统、外围设备、软件的兼容性问题。而现在整个外部环境已经广为接受。那么龙芯该如何完成兼容性的选择。
成熟的应用产品
除了通用CPU外，通讯产品，数字家电，数码、汽车等产品对信息处理器的需求市场十分广阔，PC用CPU只占整个微处理器市场的1%左右。龙芯的发展一定要有针对性及定位。

还有一点大家比较关心的为军方提供安全可靠的处理器产品，目前国防科技大学也在进行反向设计的研究。不过这部分与市场规律是脱节的，在国家民族利益之上也没有专利一词，这里也不过多讨论。我们希望中国芯能够迅速崛起，带动国家经济的腾飞，推动整个社会的文明进步。

目前中国芯的发展离不开广大民众的关注与爱护，感兴趣的读者可以参加的调查活动。在这方面有见解的有识之士，也希望能够提供您的意见与建议！

［点击进入龙芯及龙芯电脑调查］
[查看调查结果]

文章中数据及资料参考了大量同仁的研究成果，再此对这些推动我国计算机行业发展的朋友表示感谢及敬意。



附：龙芯大记事
“十五”期间，国家863计划提出了自主研发CPU的战略思路。
2001年3月起，中国科学院计算技术研究所正式启动处理器设计项目。
2001年3月，中科院计算技术研究所开始研制具有中国自主知识产权的高性能通用CPU芯片，被命名为“龙芯”。项目领导是中科院计算所所长李国杰，具体技术主管是研究院胡伟武。
2001年10月 龙芯的FPGA验证成功，通过中国科学院主持的“龙芯(Godson)CPU设计与验证系统”项目评审。
2002年6月 “龙芯1号”CPU研制成功。
2002年7月 “龙芯1号”CPU小批量投片成功。
2002年9月28日中科院计算技术研究所和北京神州龙芯集成电路设计有限公司联合发布新闻，宣布“具有自主知识产权的我国第一款高性能通用CPU—“龙芯1号”研制成功。从此，中国信息产业“无芯”时代宣告结束。
2002年8月6日 由中国科学院计算技术研究所和江苏综艺集团等合资组建的“ 北京神州龙芯集成电路设计有限公司”正式成立。
2005年2月18日，龙芯2号处理器正式面世，鉴定委员会认为，这款芯片的总体性能已经达到2000年左右的国际先进水平，相当于中档的“奔腾三”处理器。
2006年9月13日，“64位龙芯2号增强型处理器芯片设计”(简称龙芯2E)通过科技部验收，该处理器最高主频达到1.0GHz，实测性能超过1.5GHz奔腾IV处理器的水平。同日，其成果“龙芯2号增强型处理器”通过了科技成果鉴定